JP5432556B2 - 把持装置 - Google Patents

Description

本発明は、長尺の溝形部材を把持する把持装置に関する。

従来、長尺の溝形部材であるサッシュ部材を把持する装置としてサッシュ部材把持装置が知られている（例えば、特許文献１（図２）参照。）。

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図８は従来の技術の基本構成を説明する図であり、（ａ）に示すように、サッシュ部材把持装置１００は、移動装置１０１に設けた機台１０２の下端に取付けられている第１モータ１０３と、この第１モータ１０３の出力軸１０４に取付けられている第１把持片１０５と、出力軸１０４に回転自在に嵌められ機台１０２の上端に設けたピン１０６と係合しているロック機構を備える第１フローティング機構１０７と、出力軸１０４に球面軸受１０８を介して回転自在に嵌められ第１フローティング機構１０７に設けたロック機構１０９と係合しているピン１１１を上部に備える第２フローティング機構１１２と、この第２フローティング機構１１２の上端部に取付けた第２モータ１１３の出力軸１１４に取付けられている第２把持片１１５と、第２フローティング機構１１２の上端から上に延びた支持部材１１６に上向きに設けられている位置決め部材１１７とからなる。

想像線で示すようにサッシュ部材１１８の上端を位置決め部材１１７で位置決めして、第１把持片１０５及び第２把持片１１５をサッシュ部材１１８の内側に配置している。この状態で第１モータ１０３及び第２モータ１１３を起動させると、出力軸１０４及び出力軸１１４が回転するので、第１把持片１０５及び第２把持片１１５はサッシュ部材１１８の内側の側壁を押す。第１把持片１０５及び第２把持片１１５の押圧作用でサッシュ部材１１８を把持することができる。

（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図であり、サッシュ部材１１８の内側に第２把持片１１５が配置されている。ところで、特許文献１のサッシュ部材把持装置１００は、第２把持片１１５をサッシュ部材１１８の内側に挿入したとき、サッシュ部材１１８の深さ方向（左右方向）に対する第２把持片１１５の把持位置が明確に決まらないので、第２把持片１１５は想像線で示す位置でサッシュ部材１１８を把持することがある。すなわち、サッシュ部材１１８に対する把持片の把持位置が一定でない。

サッシュ部材１１８に対する把持片の把持位置が一定でないと、サッシュ部材把持装置１００に対するサッシュ部材１１８の姿勢も一定にならない。このようにサッシュ部材１１８の姿勢が把持毎に変わるのでは、サッシュ部材把持装置１００で把持したサッシュ部材１１８をドアに取り付ける度に第１フローティング機構１０７及び第２フローティング機構１１２を用いて姿勢の調整を実施する必要がある。姿勢調整作業は、手間がかかるので、作業効率の低下を招く。

そのため、サッシュ部材（溝形部材）の把持後に溝形部材の姿勢調整を必要としない把持装置が求められる。

特開２００６−１８７８４２公報

本発明は、溝形部材の把持後に溝形部材の姿勢調整を必要としない把持装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、移動装置に連結部を介して設けられ長尺の溝形部材を把持する把持装置において、この把持装置は、前記連結部に取り付けた支持部材の一端から前方へ延ばされ前記溝形部材の底壁に当接する第１当接部と、前記支持部材の他端から前方へ延ばされ前記溝形部材の端部に当接する第２当接部と、この第２当接部と前記第１当接部との間で前記支持部材に設けられていると共に前記第１及び第２当接部の延び方向と同方向に延びる出力軸を有する駆動源と、前記出力軸は回転軸であって、このような出力軸に連結されこの出力軸で回転させられることで前記溝形部材の側壁に形成された凸部に係合する凹部が設けられている係合部とを備え、
前記溝形部材には、その端部に前記溝形部材の外周面を囲う連結部材が備えられており、この連結部材の端面のうち、前記第１当接部から遠い方の面が下面であり、
前記第２当接部は、前記溝形部材の前記端部の外周を取り囲むように２つに先割れした形状に形成され、前記下面に当接する第２当接面を備え、
前記係合部の係合前に、前記第１当接面を前記溝形部材の前記底壁に当接し、前記第２当接面を前記溝形部材側の下面に当接することができることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、凹部の組数は、複数であることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、支持部材は、底壁が所定の距離内にあることを検出するセンサを備えていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、把持装置は、第１当接部と、第２当接部と、係合部とを備えたので、溝形部材の内側に把持装置をセットしたときに、第１当接部が溝形部材の底壁に当接し、第２当接部が溝形部材の端部に当接する。第１当接部及び第２当接部で溝形部材に対する把持装置の位置決めを実施した状態で、駆動源で係合部を回転させると、係合部に設けた凹部が溝形部材の側壁に形成された凸部に係合する。すなわち、第１当接部及び第２当接部で溝形部材に対する把持装置の位置決めを確実に実施することができる。また、係合部の凹部が溝形部材の側壁の凸部に係合することで、溝形部材の深さ方向に対する係合部の位置を確実に決めることができる。そのため、把持装置に対する溝形部材の位置決め精度が向上するので、把持装置に対する溝形部材の姿勢調整が不要になる。

請求項１によれば、溝形部材の把持後に溝形部材の姿勢調整を必要としない把持装置を提供することができる。

請求項２に係る発明では、凹部の組数は、複数であるので、複数種の溝形部材で凸部の位置が各々異なる場合でも、各々の溝形部材の凸部に対する係合に１つの係合部で対応することができる。そのため、溝形部材の種類毎に係合部を用意する必要がないので、低価格な把持装置を提供することができる。

請求項３に係る発明では、支持部材は、底壁が所定の距離内にあることを検出するセンサを備えているので、把持装置で溝形部材を把持したときに、溝形部材の有無をセンサで確認することができる。そのため、溝形部材の移動準備が完了したことを確認することができる。

本発明に係る把持装置を備えたロボットアームの斜視図である。 図１の２部拡大図である。 図２の３矢視図である。 本発明に係る係合部とロアサッシュの断面図である。 ロアサッシュに把持装置をセットするまでの作用を説明する図である。 センサがロアサッシュの底壁を検出するまでの作用を説明する図である。 ロアサッシュをドアに向けて移動させるまでの作用を説明する図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。また、以下では移動装置はロボットアームとし、溝形部材は乗用車のドアに用いられるロアサッシュとし、センサは非接触式センサとして説明する。

図１では右下を前、左上を後として説明する。ロアサッシュ把持エリア１０は、支持台１１で支持されたロアサッシュ１２（詳細後述）に、ロボットアーム１３の前端に連結部１４（詳細後述）を介して設けられた把持装置４０（詳細後述）が臨んで構成されている。

ロアサッシュ１２は、断面がコ字形に形成されている溝形部材であると共に長尺の部材である。また、内側の側壁（詳細後述）には、凸部１５、１６（詳細後述）が形成されている。さらに、下端部１７には、連結部材１８が取り付けられている。

連結部１４は、ロボットアーム１３の前端に取り付けられている力覚センサ１９と、この力覚センサ１９に連結され前方へ延ばして形成されていると共にモータ２１及びこのモータ２１に連結されている伝動機構２２を備えるフレーム２３と、このフレーム２３の前端を挟むように形成され伝動機構２２に連結された出力軸２４と一体になっている回転部材２５と、この回転部材２５から前方へ延ばされ前端が把持装置４０に連結されている連結部材２６とで構成される。

床２７には、ロボットアーム制御部２８が設けられ、このロボットアーム制御部２８から破線（１）のようにロボットアーム１３へ指令を出すことで、ロボットアーム１３の動作を制御する。

フレーム２３の上端には、制御部２９が設けられ、この制御部２９は破線（２）のようにモータ２１に運転開始又は運転停止の指令を出すと共に、把持装置４０の各部も制御する（詳細後述）。また、把持装置４０の運転状況に応じてロボットアーム１３を動作させるときには、破線（３）のように制御部２９からロボットアーム制御部２８に信号を送る。

３１は接続座、３２はレーザ変位計、３３はカメラ、３４はナットランナ、８１はボルト用穴である。
制御部２９からの指令でモータ２１を起動させると、モータ２１のトルクが伝動機構２２、出力軸２４、回転部材２５及び連結部材２６に伝達されるので、把持装置４０を白抜き矢印の方向に自在に回転させることができる。把持装置４０を任意の角度で停止させるときには、制御部２９からモータ２１へ停止指令を出す。

図２に示されるように、把持装置４０は、連結部材２６に取り付けた支持部材４１の上端４２に設けられていると共に上端４２から前方へ延ばされロアサッシュ（図１の符号１２）の底壁（詳細後述）に当接する第１当接部４３（詳細後述）と、支持部材４１の下端４４に設けられていると共に下端４４から前方へ延ばされロアサッシュの下端部（図１の符号１７）に設けた連結部材（図１の符号１８）の下面（詳細後述）に当接する第２当接部４５（詳細後述）と、この第２当接部４５と第１当接部４３との間で支持部材４１の上端４２側に取り付けた第１電動モータ４６の第１出力軸４７に設けられていると共に第１電動モータ４６に連結されこの第１電動モータ４６で回転させられることでロアサッシュの側壁（詳細後述）に形成された凸部（図１の符号１５、１６）に係合する第１凹部４８、４９が設けられている第１係合部５１（詳細後述）と、この第１係合部５１と第２当接部４５との間で支持部材４１の下端４４側に取り付けた第２電動モータ５２の第２出力軸５３に設けられていると共に第２電動モータ５２に連結されこの第２電動モータ５２で回転させられることでロアサッシュの側壁に形成された凸部に係合する第２凹部５４、５５が設けられている第２係合部５６（詳細後述）と、この第２係合部５６と第１係合部５１との間で支持部材４１の上端４２側に取付部材５７を介して設けられている非接触式センサ５８（詳細後述）とを備えている。

第１当接部４３の前端には、ロアサッシュの底壁に接触する第１当接面５９を備えている。
第２当接部４５は、連結部材（図１の符号１８）の左側の下面に接触する左の第２当接面６１と、連結部材の右側の下面に接触する右の第２当接面６２と、第２当接面６１、６２が連結部材の左側及び右側の下面に接触したときにロアサッシュの外周を取り囲むように形成されている溝６３とを備え、前側に２つに先割れした形状に形成されている。

制御部２９は、第１電動モータ４６に破線（４）のように運転開始又は運転停止の指令を出すことができる。また、第２電動モータ５２に破線（５）のように運転開始又は運転停止の指令を出すことができる。さらに、制御部２９は、破線（６）のように非接触式センサ５８からの出力信号を受け取ることができる。６４、６５は軸受部、６６、６７は位置調整板、６８はボルト、６９はピン部材である。

図３に示されるように、ロアサッシュ１２は、内側に底壁７１と側壁７２を備え、この側壁７２には、凸部１５が形成されている。また、連結部材１８の左側の下端には、左の第２下面７３が設けられている。同様に連結部材１８の右側の下端には、右の第２下面が設けられているが、ここでは図示を省略する。

把持装置４０に臨んでいるロアサッシュ１２を仮に白抜き矢印のように移動させると、想像線で示したロアサッシュ１２が把持装置４０に接触する。このとき、第１当接部４３の第１当接面５９は、ロアサッシュ１２の底壁７１に当接し、第２当接部４５の左の第２当接面６１は、ロアサッシュ１２に取り付けた連結部材１８の左の第２下面７３に当接する。第１当接部４３及び第２当接部４５でロアサッシュ１２に対する把持装置４０の位置決めを確実に実施することができる。

加えて、支持部材４１は、底壁７１が所定の距離Ｌ１内にあることを検出する非接触式センサ５８を備えていることを特徴とする。把持装置４０でロアサッシュ１２を把持したときに、ロアサッシュ１２の有無を非接触式センサ５８で確認することができる。そのため、ロアサッシュ１２の移動準備が完了したことを確認することができる。７４はボルト、８２、８３はボルト用穴である。

図４において、（ａ）は図３の４ａ−４ａ線断面図に相当する。ロアサッシュ１２の内側に第１係合部５１が挿入されている。この状態で制御部（図２の符号２９）から第１電動モータ（図２の符号４６）に運転開始の指令を出すと、第１係合部５１は矢印（７）のように回転する。

（ｂ）に示すように、第１係合部５１の第１凹部４８がロアサッシュ１２の側壁７５に形成された凸部１６に係合し、第１係合部５１の第１凹部４９がロアサッシュ１２の側壁７２に形成された凸部１５に係合している。

この第１係合部５１の作用は、第２係合部（図２の符号５６）でも同様に発揮される作用である。すなわち、第１係合部５１の第１凹部４８がロアサッシュ１２の凸部１６に係合し、第１凹部４９がロアサッシュ１２の凸部１５に係合すると共に、第２係合部の２つの第２凹部がロアサッシュ１２の２つの凸部１５、１６に係合することで、把持装置（図２の符号４０）はロアサッシュ１２の把持を完了させることができる。

加えて、凹部の組数は、複数であることを特徴とする。具体的には、第１係合部５１は、２組の凹部を備えている。１組目は、第１係合部５１の右側に設けた第１凹部４８及び第１凹部４９であり、２組目は、第１係合部５１の左側に設けられ第１凹部４８、４９よりも大きく凹状に形成されている第１凹部７６及び第１凹部７７である。

凹部の組数は、複数であるので、複数種のロアサッシュ１２で凸部の位置が各々異なる場合でも、各々のロアサッシュ１２の凸部に対する係合に１つの係合部で対応することができる。そのため、ロアサッシュ１２の種類毎に係合部を用意する必要がないので、低価格な把持装置を提供することができる。

なお、凹部の組数は、実施例では２組としたが、取り扱うロアサッシュ１２の種類に応じて組数を変更してもよく、凹部の組数は任意に決めてよい。
以上に述べた把持装置の作用を次に述べる。

図５において、（ａ）に示されるように、支持台１１で支持されたロアサッシュ１２に把持装置４０が臨んでいる。次に、把持装置４０を矢印（８）のように下降させる。

（ｂ）に示されるように、第１当接部４３の第１当接面５９がロアサッシュ１２の底壁７１に当接し、第２当接部４５の左の第２当接面６１がロアサッシュ１２に取り付けた連結部材１８の左の第２下面７３に当接したので、制御部（図２の符号２９）から第１電動モータ４６及び第２電動モータ５２に運転開始指令を出す。この指令により、第１係合部５１及び第２係合部５６が矢印（９）のように回転する。

図６において、（ａ）に示されるように、制御部（図２の符号２９）から第１電動モータ４６及び第２電動モータ５２に運転停止指令を出したので、第１係合部５１及び第２係合部５６の回転が止まっている。

（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図に相当し、第１係合部５１の第１凹部４８がロアサッシュ１２の凸部１６に係合し、第１凹部４９がロアサッシュ１２の凸部１５に係合している。

（ｃ）に示されるように、非接触式センサ５８がロアサッシュ１２の底壁７１が所定の距離Ｌ１内にあることを検出すると、非接触式センサ５８は破線（１０）のように制御部２９へ出力信号を送る。次に、制御部２９は破線（１１）のようにロボットアーム制御部２８へロアサッシュ１２の持ち上げ準備完了の信号を出す。

図７において、（ａ）に示されるように、ロボットアーム制御部（図１の符号２８）からの動作指令によって、ロボットアーム（図１の符号１３）で把持装置４０を矢印（１２）のように持ち上げる。

（ｂ）に示されるように、把持装置４０で把持したロアサッシュ１２をロボットアームの動作で矢印（１３）のようにドア７８の想像線で示した組付位置７９へ移動させる。

把持装置４０は、第１当接部４３と、第２当接部４５と、第１係合部５１と、第２係合部５６とを備えたので、ロアサッシュ１２の内側に把持装置４０をセットしたときに、第１当接部４３の第１当接面５９がロアサッシュ１２の底壁７１に当接し、第２当接部４５の左の第２当接面６１がロアサッシュ１２に取り付けた連結部材１８の左の第２下面７３に当接する。

第１当接部４３及び第２当接部４５でロアサッシュ１２に対する把持装置４０の位置決めを実施した状態で、第１電動モータ４６で第１係合部５１を回転させると、第１係合部５１に設けた２つの第１凹部（図４の符号４８、４９）がロアサッシュ１２の２つの凸部（図４の符号１５、１６）に係合する。同時に第２電動モータ５２で第２係合部５６を回転させると、第２係合部５６に設けた２つの第２凹部がロアサッシュ１２の２つの凸部に係合する。

すなわち、第１当接部４３及び第２当接部４５でロアサッシュ１２に対する把持装置４０の位置決めを確実に実施することができる。また、第１係合部５１の２つの第１凹部がロアサッシュ１２の側壁の２つの凸部に係合し、且つ第２係合部５６の２つの第２凹部がロアサッシュ１２の側壁の２つの凸部に係合することで、ロアサッシュ１２の深さ方向に対する第１係合部５１及び第２係合部５６の位置を確実に決めることができる。

そのため、把持装置４０に対するロアサッシュ１２の位置決め精度が向上するので、把持装置４０に対するロアサッシュ１２の姿勢調整が不要になる。したがって、ロアサッシュ１２の把持後にロアサッシュ１２の姿勢調整を必要としない把持装置４０を提供することができる。

尚、本発明に係る把持装置は、実施の形態ではロアサッシュの把持に適用したが、同様の断面形状を有する部材等の把持にも適用できるので、一般の溝形部材の把持に適用することは差し支えない。
また、本発明に係る移動装置は、実施の形態ではロボットアームを適用して説明したが、搬送装置や運搬機械等を適用してもよい。

加えて、本発明に係る駆動源は、実施の形態では電動モータを適用したが、この他に空圧モータ、油圧モータを適用してもよい。
さらに、本発明に係るセンサは、実施の形態では非接触式センサを適用して説明したが、接触式センサを適用してもよい。

本発明の把持装置は、乗用車のドアに用いられるロアサッシュの把持に好適である。

１０…ロアサッシュ把持エリア、１２…ロアサッシュ、１３…ロボットアーム（移動装置）、１４…連結部、１５、１６…凸部、１８…連結部材、４０…把持装置、４１…支持部材、４２…上端（一端）、４３…第１当接部、４４…下端（他端）、４５…第２当接部、４６…第１電動モータ（駆動源）、４８、４９、７６、７７…第１凹部（凹部）、５１…第１係合部、５２…第２電動モータ（駆動源）、５４、５５…第２凹部（凹部）、５６…第２係合部、５８…非接触式センサ（センサ）、５９…第１当接面、６１…左の第２当接面、６２…右の第２当接面、７１…底壁、７２、７５…側壁、７３…左の第２下面。

Claims (3)

1. 移動装置（１３）に連結部（１４）を介して設けられ長尺の溝形部材（１２）を把持する把持装置（４０）において、
   この把持装置（４０）は、前記連結部（１４）に取り付けた支持部材（４１）の一端から前方へ延ばされ前記溝形部材（１２）の底壁（７１）に当接する第１当接部（４３）と、
   前記支持部材（４１）の他端から前方へ延ばされ前記溝形部材（１２）の端部に当接する第２当接部（４５）と、
   この第２当接部（４５）と前記第１当接部（４３）との間で前記支持部材（４１）に設けられていると共に前記第１及び第２当接部（４３、４５）の延び方向と同方向に延びる出力軸（４７）を有する駆動源（４６）と、
   前記出力軸（４７）は回転軸であって、このような出力軸（４７）に連結されこの出力軸（４７）で回転させられることで前記溝形部材（１２）の側壁に形成された凸部（１５、１６）に係合する凹部（４８、４９）が設けられている係合部（５１）とを備え、
   前記溝形部材（１２）には、その端部に前記溝形部材（１２）の外周面を囲う連結部材（１８）が備えられており、この連結部材（１８）の端面のうち、前記第１当接部（４３）から遠い方の面が下面（７３）であり、
   前記第２当接部（４５）は、前記溝形部材（１２）の前記端部の外周を取り囲むように２つに先割れした形状に形成され、前記下面（７３）に当接する第２当接面（６１、６２）を備え、
   前記係合部（５１）の係合前に、前記第１当接面（５９）を前記溝形部材（１２）の前記底壁（７１）に当接し、前記第２当接面（６１）を前記溝形部材（１２）側の前記下面（７３）に当接することができることを特徴とする把持装置。
2. 前記凹部（（４８、４９）、（７６、７７））の組数は、複数であることを特徴とする請求項１記載の把持装置。
3. 前記支持部材（４１）は、前記底壁（７１）が所定の距離内にあることを検出するセンサ（５８）を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の把持装置。

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